矽片尺寸迭代-矩形矽片的發展

如果要闡述太陽能製造業的發展，可以用「降本」與「提效」兩個詞來概括，而在降本方向上矽片環節的技術迭代可說是至關重要，透過改良矽片的厚度與尺寸兩個維度，演化成今天成熟的薄片化與大尺寸矽片的技術發展路線。


 

近年矽片的減薄在龍頭廠商的帶領下，P型主流厚度來到150μm、N型主流厚度來到130μm，相比尺寸較為統一，然而在尺寸的改革上一直存在著分歧，回顧過往矽片尺寸的發展，從2013-2017年間鋁背場電池(Al-BSF)技術下以156mm(M0)、156.75(M2)尺寸為主，到2018年單晶PERC開始逐漸成為主流技術的時代後，尺寸的變革飛速成長，2019-2020年即有多種尺寸並行存在市場上，截至當前，166mm(M6)、182mm(M10)、210mm(G12)等矽片尺寸都仍有一定的市占份額，而市面上以大尺寸182mm(M10)、210mm(G12) 產品最被廣泛使用。

大尺寸矽片發展初期，各模組廠商也經歷尺寸大小不一，從而對各材料供應商物料供應提出較大挑戰。2021年9月，隆基、晶科和晶澳對於統一182模組尺寸達成共識，其中最主流的72片模組尺寸為「2278*1134mm」，極大的促進了全行業模組尺寸的統一。

透過矽片尺寸的放大，模組功率得到大幅提升，能有效降低BOS成本，對應優化太陽能每度電的發電成本。在矩形矽片發展路徑上，起初，擁有矽片產能的一體化企業在不變更模組尺寸的情況下基於不同的模組互聯技術調整矽片尺寸以達到更高的瓦數增益，比如：隆基基於三角焊帶+扁焊帶分段技術提出的182*183.75mm以及晶澳基於零間距柔性互聯技術提出的182*185.3mm尺寸矽片。「矩形矽片」搭配「高密度封裝技術」逐漸興起成為了行業的發展重心。

模組廠商從一開始不突破既有模組尺寸下的極致使用原有模組面積，到後來逐漸發現原有的大板型模組尺寸2278*1134 mm並不能充分利用集裝箱的空間，進而透過改變長邊來增加矽片面積並演化出多種矩形尺寸。

以下InfoLink羅列各家矩形矽片尺寸選型：

 

觀察其中，可以發現廠家在矽片尺寸的研發上具有邊界限制：模組短邊固定1134mm不動，以維持兩托模組迭放能在40呎高櫃集裝箱門高的限制內；長邊在大板型模組上則除了原有的2278mm外，基於各家的研發有所分化，然而模組的長度仍以不超過2386mm的邊長為主，維持20托模組裝滿一箱40呎高櫃集裝箱。除此之外，部分廠家也參考歐洲的建築法規，致力維持小版型模組面積在兩平米規範內。


40呎高櫃集裝箱與20托模組擺放示意圖
 

然而，各家矽片尺寸的不一致也為行業帶來混亂與不便，非一體化企業由於各家客制化的矽片尺寸導致在採購與銷售上都雙雙面臨困難，除了專業矽片廠需要分別洽談各尺寸的矩形矽片訂單、專業電池與模組廠在生產後的剩餘訂單也不容易銷售，不論工裝夾具的調整、膠膜、玻璃等輔材料的應用，也都會使生產製造成本變相增加，同時更考驗廠家供應鏈管理能力。

而對終端而言，模組的尺寸是他們的關注重點，繁多的模組尺寸將會帶給終端用戶設計與管理上的挑戰，不同尺寸的模組在設計方面，BOS (Balance of System)上也需要配套ex: 安裝孔位間距、跟蹤支架、逆變器等都需要對應匹配；在供應上，貨源的靈活調配也形成困難。因此，儘管當前的模組尺寸再度百家齊放，各大廠家內部也尚未正式定調尺寸路線，然而觀察在今年SNEC與InterSolar Europe展會期間龍頭廠家亮相的矩形矽片模組展品中，模組尺寸逐漸靠攏集中，小版型48/54片的模組長邊仍存在著1722/1762/1780mm三種尺寸；而大板型66/72片的模組除了常規的2278*1134mm尺寸外，238X*1134mm的尺寸則逐步成為長邊更動下的主要選型，甚至六月下旬也聽聞頭部9家企業已經達成模組尺寸初步共識，預期未來太陽能模組在尺寸上仍會逐漸朝著標準化的路程邁進。